Kas mootori südamikku saab ka 3D printida?Uus edu motomagnetsüdamike uurimisel Magnetsüdamik on suure magnetilise läbilaskvusega lehelaadne magnetmaterjal.Neid kasutatakse tavaliselt magnetvälja juhtimiseks erinevates elektrisüsteemides ja masinates, sealhulgas elektromagnetides, trafodes, mootorites, generaatorites, induktiivpoolides ja muudes magnetkomponentides. Seni on magnetsüdamike 3D-printimine olnud väljakutseks tuuma efektiivsuse säilitamise raskuste tõttu.Kuid uurimisrühm on nüüd välja pakkunud põhjaliku laseril põhineva lisandite valmistamise töövoo, mis nende sõnul suudab toota tooteid, mis on magnetiliselt paremad kui pehme-magnetilised komposiitid. ©3D Science Valley valge raamat
Elektromagnetiliste materjalide 3D printimine
Elektromagnetiliste omadustega metallide lisatootmine on arenev uurimisvaldkond.Mõned mootorite uurimis- ja arendusmeeskonnad arendavad ja integreerivad oma 3D-prinditud komponente ning rakendavad neid süsteemis ning disainivabadus on üks innovatsiooni võtmeid. Näiteks võivad 3D-printimise funktsionaalsed keerukad magnetiliste ja elektriliste omadustega osad sillutada teed kohandatud sisseehitatud mootoritele, täiturmehhanismidele, vooluahelatele ja käigukastidele.Selliseid masinaid saab toota digitaalsetes tootmisseadmetes, kus on vähem kokkupanekut ja järeltöötlust jne, kuna paljud osad on 3D-prinditud.Kuid erinevatel põhjustel ei ole nägemus suurte ja keerukate mootorikomponentide 3D-printimisest teostunud.Peamiselt seetõttu, et seadme poolel on teatud väljakutseid esitavad nõuded, näiteks väikesed õhuvahed võimsustiheduse suurendamiseks, rääkimata mitmest materjalist komponentide probleemist.Seni on uuringud keskendunud põhilisematele komponentidele, nagu 3D-prinditud pehme-magnetilised rootorid, vaskpoolid ja alumiiniumoksiidi soojusjuhid.Muidugi on pehmed magnetsüdamikud ka üks võtmepunkte, kuid kõige olulisem takistus, mida 3D-printimise protsessis lahendada tuleb, on südamikukadude minimeerimine.
▲Tallinna Tehnikaülikool
Ülal on 3D-prinditud proovikuubikute komplekt, mis näitab laseri võimsuse ja printimiskiiruse mõju magnetsüdamiku struktuurile.
Optimeeritud 3D-printimise töövoog
Optimeeritud 3D-prinditud magnetsüdamiku töövoo demonstreerimiseks määrasid teadlased rakenduse jaoks optimaalsed protsessiparameetrid, sealhulgas laseri võimsus, skaneerimiskiirus, luukide vahe ja kihi paksus.Ja uuriti lõõmutamisparameetrite mõju, et saavutada minimaalsed alalisvoolukadud, kvaasistaatilised, hüstereesikadud ja kõrgeim läbilaskvus.Optimaalseks anniilimistemperatuuriks määrati 1200°C, suurim suhteline tihedus oli 99,86%, madalaim pinnakaredus 0,041 mm, väikseim hüstereesikadu 0,8 W/kg ja maksimaalne voolavuspiir 420 MPa. ▲Energiasisendi mõju 3D-prinditud magnetsüdamiku pinnakaredusele
Lõpuks kinnitasid teadlased, et laseripõhine metallilisandite tootmine on teostatav meetod mootori magnetsüdamiku materjalide 3D-printimiseks.Edaspidises uurimistöös kavatsevad teadlased iseloomustada detaili mikrostruktuuri, et mõista tera suurust ja tera orientatsiooni ning nende mõju läbilaskvusele ja tugevusele.Teadlased uurivad ka võimalusi 3D-prinditud südamiku geomeetria optimeerimiseks jõudluse parandamiseks.
Postitusaeg: august 03-2022 